CN110935841A - 一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料及其生产方法 - Google Patents
一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉20～30份、膨润土18～22份、高铝粉20～30份、焦炭粉13～17份、釉粉4～6份、面粉1.5～2.5份、皂粉0.8～1.3份、水玻璃6～8份以及适量水；还公开了其生产工艺。本发明的优点在于：在气缸套离心铸造过程中，在模具内腔中形成一层高隔热附着层，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度只有0.2～0.3mm，即可实现正常生产，可改善缸套内在质量、降低成本、降低废品率，显著降低离心铸造过程的冷却速度，实现了A型石墨，减少了枝晶、聚集倾向，提高了气缸套的内在质量，提高了模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及气缸套使用的涂料技术领域，特别是一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料及其生产方法。
背景技术
气缸套是内燃机发动机核心零部件之一，它的性能直接影响着整车的油耗、动力性、可靠性、安全性。气缸套毛坯制造常用离心铸造，其中涂料的隔热性能直接影响着气缸套的强度、硬度、金相、耐磨性、废品率，同时涂料的加入量也直接影响着离心铸造成本。
目前，现有的气缸套涂料及其生产方法使得气缸套的强度、硬度、金相、耐磨性较差、且废品率与成本较高。另外，现有的气缸套离心浇铸用涂料水分多，保温性差，涂料厚度为1.5～2mm，容易造成铸件表面气孔、夹渣等缺陷，进而缩短气缸套的使用寿命，为了消除这些缺陷，需要将缸套毛坯余量设计的较大，因此，浪费原辅材料，制造成本居高不下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料及其生产方法，在气缸套离心铸造过程中，在模具内腔中形成一层高隔热附着层，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度只有0.2-0.3毫米，即可实现正常生产，可改善缸套内在质量、降低成本、降低废品率。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉20～30份、膨润土18～22份、高铝粉20～30份、焦炭粉13～17份、釉粉4～6份、面粉1.5～2.5份、皂粉0.8～1.3份、水玻璃6～8份以及适量水。
所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉25份、膨润土20份、高铝粉25份、焦炭粉15份、釉粉5份、面粉2份、皂粉1份、水玻璃7份以及适量水。
涂料在国内离心铸造行业首次采用25份冰晶石粉，除了利用其优良的保温性能以外，铁水凝固过程中还可以进行脱氧，达到减少了枝晶、聚集倾向的效果，涂料中加入25份高铝粉，高铝粉耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好，可以显著提高涂料的耐火度，从而可以实现薄涂料。加入15份焦炭粉，铁水浇注进去后，焦炭粉燃烧，留下微小空隙，从而提高涂料的保温性能。加入2份面粉，利用面粉发酵，使涂料透气性更好，减少铸件产生气孔的倾向，加入7份水玻璃，20份膨润土，水玻璃是黏结剂，膨润土是悬浮剂，两者共同作用，可以使涂料附着在模具表面，形成附着层，并且使涂料不产生沉淀，加入。加入1份皂粉，皂粉是表面活性剂，可以增加涂料的脱模性能。
所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的膨润土和水按1:10～15的重量比例倒入塑料容器中，加入塑料桶是为了防止膨润土中混入氧化铁，从而恶化膨润土彭润效果；
S2、将上述重量份的面粉和水按1:15～20的重量比例加热至98～105℃，保温4～6min，然后倒入膨润土水混合溶液中，浸泡发酵48h以上；
S3、将浸泡发酵好的膨润土、面粉、水混合溶液倒入搅拌机搅拌2～3h；
S4、向搅拌后的混合物中加入上述重量份的冰晶石粉、高铝粉、焦炭粉和釉粉，搅拌4～5h；
S5、加入适当的水，调整混合物的比重至1.55～1.6g/cm3，黏度为55～60s；
S6、将适量水加热至100℃，加入上述重量份的皂粉，用玻璃棒搅拌至皂粉完全溶解，倒入调整后的混合物中，同时加入上述重量份的水玻璃，搅拌10～15min，得到涂料。
进一步地，步骤S3中，搅拌机的搅拌速度为20～40rpm。
进一步地，步骤S4中，搅拌机的搅拌速度为30～50rpm。
本发明具有以下优点：
1、在气缸套离心铸造过程中，在模具内腔中形成一层高隔热附着层，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度只有0.2～0.3mm，即可实现正常生产，可改善缸套内在质量、降低成本、降低废品率。
2、在模具内腔中形成一层高隔热附着层，显著降低离心铸造过程的冷却速度，实现了A型石墨，减少了枝晶、聚集倾向，提高了气缸套的内在质量，提高了模具的使用寿命。
3、该涂料在模具内腔中形成一层高隔热附着层，降低了模温的敏感性，模温控制范围由230-270℃扩展到150-350℃，减少了缸套毛坯的明疤缺陷，只需要加入少量的涂料实现脱模即可，涂料加入少，涂料在模具内腔不会留水分，缸套毛坯减少出现因水分产生的气孔等废品。
4、在缸套毛坯外表面涂料厚度只有0.2-0.3毫米，每只缸套加入涂料少，并且在机械加工前缸套毛坯不需要进行抛丸处理，进一步降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例1】
一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉20份、膨润土22份、高铝粉20份、焦炭粉17份、釉粉4份、面粉2.5份、皂粉0.8份、水玻璃8份以及适量水。
所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的膨润土和水按1:10的重量比例倒入塑料容器中；
S2、将上述重量份的面粉和水按1:20的重量比例加热至98℃，保温6min，然后倒入膨润土水混合溶液中，浸泡发酵48h；
S3、将浸泡发酵好的膨润土、面粉、水混合溶液倒入搅拌机搅拌3h，搅拌机的搅拌速度为20rpm；
S4、向搅拌后的混合物中加入上述重量份的冰晶石粉、高铝粉、焦炭粉和釉粉，搅拌5h，搅拌机的搅拌速度为30rpm；
S5、加入适当的水，调整混合物的比重至1.6g/cm3，黏度为55s；
S6、将适量水加热至100℃，加入上述重量份的皂粉，用玻璃棒搅拌至皂粉完全溶解，倒入调整后的混合物中，同时加入上述重量份的水玻璃，搅拌15min，得到涂料。
将涂料倒入浇注机的涂料桶，模具预热后，在浇注机内腔连续喷涂涂料厚度至1.1mm，在模具内腔形成一层高隔热附着层。高隔热附着层形成后，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度0.25毫米。
经测试：气缸套毛坯内在组织石墨为A型石墨，无枝晶聚集等过冷组织产生，模具使用寿命由3000次提高到4852次。
【实施例2】
一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉25份、膨润土20份、高铝粉25份、焦炭粉15份、釉粉5份、面粉2份、皂粉1份、水玻璃7份以及适量水。
所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的膨润土和水按1:12的重量比例倒入塑料容器中；
S2、将上述重量份的面粉和水按1:18的重量比例加热至100℃，保温5min，然后倒入膨润土水混合溶液中，浸泡发酵60h；
S3、将浸泡发酵好的膨润土、面粉、水混合溶液倒入搅拌机搅拌2.5h，搅拌机的搅拌速度为20～40rpm；
S4、向搅拌后的混合物中加入上述重量份的冰晶石粉、高铝粉、焦炭粉和釉粉，搅拌4.5h，搅拌机的搅拌速度为40rpm；
S5、加入适当的水，调整混合物的比重至1.58g/cm3，黏度为58s；
S6、将适量水加热至100℃，加入上述重量份的皂粉，用玻璃棒搅拌至皂粉完全溶解，倒入调整后的混合物中，同时加入上述重量份的水玻璃，搅拌12min，得到涂料。
将涂料倒入浇注机的涂料桶，模具预热后，在浇注机内腔连续喷涂涂料厚度至1.0mm，在模具内腔形成一层高隔热附着层。高隔热附着层形成后，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度0.22毫米。
该实施例为最佳实施例，经测试：气缸套毛坯内在组织石墨为A型石墨，无枝晶聚集等过冷组织产生，模具使用寿命由3000次提高到4878次，无明疤缺陷，无因水分产生的气孔缺陷，每只缸套涂料成本由0.53元降低到0.21元，每只缸套减少抛丸清理成本减少0.12元。
【实施例3】
一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉30份、膨润土18份、高铝粉30份、焦炭粉13份、釉粉6份、面粉1.5份、皂粉1.3份、水玻璃6份以及适量水。
所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的膨润土和水按1:15的重量比例倒入塑料容器中；
S2、将上述重量份的面粉和水按1:15的重量比例加热至105℃，保温4min，然后倒入膨润土水混合溶液中，浸泡发酵55h；
S3、将浸泡发酵好的膨润土、面粉、水混合溶液倒入搅拌机搅拌2h，搅拌机的搅拌速度为40rpm；
S4、向搅拌后的混合物中加入上述重量份的冰晶石粉、高铝粉、焦炭粉和釉粉，搅拌4h，搅拌机的搅拌速度为50rpm；
S5、加入适当的水，调整混合物的比重至1.55g/cm3，黏度为60s；
S6、将适量水加热至100℃，加入上述重量份的皂粉，用玻璃棒搅拌至皂粉完全溶解，倒入调整后的混合物中，同时加入上述重量份的水玻璃，搅拌10min，得到涂料。
将涂料倒入浇注机的涂料桶，模具预热后，在浇注机内腔连续喷涂涂料厚度至1.2mm，在模具内腔形成一层高隔热附着层。高隔热附着层形成后，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度0.23毫米。
经测试：气缸套毛坯内在组织石墨为A型石墨，无枝晶聚集等过冷组织产生，模具使用寿命由3000次提高到4850次。
【实施例4】
一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，由以下重量份的组分组成：冰晶石粉26份、膨润土19份、高铝粉24份、焦炭粉16份、釉粉5份、面粉1.9份、皂粉1.2份、水玻璃7份以及适量水。
所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，包括以下步骤：
S1、将上述重量份的膨润土和水按1:13的重量比例倒入塑料容器中；
S2、将上述重量份的面粉和水按1:19的重量比例加热至100℃，保温5min，然后倒入膨润土水混合溶液中，浸泡发酵49h；
S3、将浸泡发酵好的膨润土、面粉、水混合溶液倒入搅拌机搅拌2.3h，搅拌机的搅拌速度为35rpm；
S4、向搅拌后的混合物中加入上述重量份的冰晶石粉、高铝粉、焦炭粉和釉粉，搅拌4.4h，搅拌机的搅拌速度为45rpm；
S5、加入适当的水，调整混合物的比重至1.59g/cm3，黏度为57s；
S6、将适量水加热至100℃，加入上述重量份的皂粉，用玻璃棒搅拌至皂粉完全溶解，倒入调整后的混合物中，同时加入上述重量份的水玻璃，搅拌14min，得到涂料。
将涂料倒入浇注机的涂料桶，模具预热后，在浇注机内腔连续喷涂涂料厚度至1.3mm，在模具内腔形成一层高隔热附着层。高隔热附着层形成后，每次加入少量的涂料，在缸套毛坯外表面涂料厚度0.24毫米。
经测试：气缸套毛坯内在组织石墨为A型石墨，无枝晶聚集等过冷组织产生，模具使用寿命由3000次提高到4863次。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：冰晶石粉20～30份、膨润土18～22份、高铝粉20～30份、焦炭粉13～17份、釉粉4～6份、面粉1.5～2.5份、皂粉0.8～1.3份、水玻璃6～8份以及适量水。
2.根据权利要求1所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料，其特征在于：由以下重量份的组分组成：冰晶石粉25份、膨润土20份、高铝粉25份、焦炭粉15份、釉粉5份、面粉2份、皂粉1份、水玻璃7份以及适量水。
3.如权利要求1或2所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将上述重量份的膨润土和水按1:10～15的重量比例倒入塑料容器中；
S2、将上述重量份的面粉和水按1:15～20的重量比例加热至98～105℃，保温4～6min，然后倒入膨润土水混合溶液中，浸泡发酵48h以上；
S3、将浸泡发酵好的膨润土、面粉、水混合溶液倒入搅拌机搅拌2～3h；
S4、向搅拌后的混合物中加入上述重量份的冰晶石粉、高铝粉、焦炭粉和釉粉，搅拌4～5h；
S5、加入适当的水，调整混合物的比重至1.55～1.6g/cm3，黏度为55～60s；
S6、将适量水加热至100℃，加入上述重量份的皂粉，用玻璃棒搅拌至皂粉完全溶解，倒入调整后的混合物中，同时加入上述重量份的水玻璃，搅拌10～15min，得到涂料。
4.根据权利要求3所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，其特征在于：步骤S3中，搅拌机的搅拌速度为20～40rpm。
5.根据权利要求3所述的一种离心铸造气缸套用高隔热超薄涂料的生产方法，其特征在于：步骤S4中，搅拌机的搅拌速度为30～50rpm。
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